1、偶合常數(shù)與氫譜解析,1、自旋偶合與自旋裂分,在高分辨率核磁共振譜儀測定CH3CH2I 或 CH3CH2OH時CH3和CH2的共振吸收峰都不是單峰，而是多重峰。,自旋核與自旋核之間的相互作用。自旋-自旋偶合 引起譜帶增多。,2、偶合常數(shù)(J),自旋-自旋偶合裂分后，兩峰之間的距離，即兩峰的頻率差： a- b 。 單位: Hz,A與B是相互偶合的核，n為A與B之間相隔的化學(xué)鍵數(shù)目。,偶合常數(shù)與化學(xué)鍵性質(zhì)有關(guān)，與外加磁場強度無關(guān)。數(shù)值依賴于偶合氫原子的結(jié)構(gòu)關(guān)系。,相互偶合的兩組質(zhì)子, 彼此間作用相同, 其偶合 常數(shù)相同。,1）同碳偶合 ( 2J ),同一碳原子上的化學(xué)環(huán)境不同的兩個氫的偶合。,2）

2、鄰碳偶合 ( 3J ),兩個相鄰碳上的質(zhì)子間的偶合。3JH-C-C-H, 一般，間隔四個單鍵以上，J值趨于零。,超過3個化學(xué)鍵的偶合。分子中插入重鍵的兩個氫核可發(fā)生偶合。,3） 遠程偶合, 同種相鄰氫不發(fā)生偶合。,（一個單峰）,一些常見的偶合常數(shù) （J/HZ）,3、 化學(xué)等價、磁等價、磁不等價,分子中兩個相同的原子處于相同的化學(xué)環(huán)境時稱化學(xué)等價?；瘜W(xué)等價的質(zhì)子必然化學(xué)位移相同。,1) 化學(xué)等價,Ha Ha ; Hb Hb 化學(xué)等價,對稱操作判斷分子中的質(zhì)子：, 等位質(zhì)子 通過對稱軸旋轉(zhuǎn)能互換的質(zhì)子。 在任何環(huán)境中是化學(xué)等價的。,對映異位質(zhì)子 通過旋轉(zhuǎn)以外的對稱操作 能互換的質(zhì)子。在非手性環(huán)境中

3、化學(xué)等價， 在手性環(huán)境中非化學(xué)等價。,非對映異位質(zhì)子 不能通過對稱操作進 行互換的質(zhì)子。在任何環(huán)境中都是化學(xué) 不等價。,2) 磁等價,一組化學(xué)位移等價的核，對組外任何一個核的偶合常數(shù)彼此相同，這組核為磁等價核。,Ha與Hb磁等價 (JHaHc= JHbHc),3) 磁不等價,與手性碳原子連接的-CH2-上的兩個質(zhì)子是磁不等價的。,雙鍵同碳上質(zhì)子磁不等價。,單鍵帶有雙鍵性質(zhì)時會產(chǎn)生不等價質(zhì)子。,構(gòu)象固定的環(huán)上-CH2質(zhì)子不等價。,苯環(huán)上質(zhì)子的磁不等價。,1H的一級譜,一組化學(xué)等價的質(zhì)子，若只有一組數(shù)目為n的鄰接質(zhì)子，則 其吸收峰數(shù)目為n+1，若有兩組數(shù)目分別為n,n的鄰接質(zhì)子, 那其吸收峰數(shù)目為

4、(n+1)(n+1)。每組峰的中心處為該組質(zhì)子的化學(xué)位移。,d,a,b,c,如果鄰近不同的核與所研究的核之間有著接近或相同的偶合常數(shù), 那么譜線分裂的數(shù)目為 (n+n+1)。,理論上 峰數(shù)=（3+1）（2+1）=12 實際上 峰數(shù)=3+2+1=6 符合n+1規(guī)則,用分岔法分析質(zhì)子偶合裂分,例：CH3CHO a b,裂分峰強度比是二項式(a+b)n展開的系數(shù)比。 n：鄰接質(zhì)子數(shù).,譜圖解析,圖譜提供的信息,一張譜圖可以向提供關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的如下信息 1、由吸收峰的組數(shù)，可判斷有幾種不同類型的H核； 2、由峰的強度（峰面積或積分曲線高度），可判斷 各類H的相對數(shù)目； 3、由峰的裂分?jǐn)?shù)目，可判斷相鄰H

5、核的數(shù)目； 4、由峰的化學(xué)位移（值），可判斷各類型H所處 的化學(xué)環(huán)境；,譜圖解析（1）,1.分子式為C3H6O的某化合物的核磁共振譜如下，試 確定其結(jié)構(gòu)。,譜圖上只有一個單峰，說明分子中所有氫核的化學(xué)環(huán)境完全相同。結(jié)合分子式可斷定該化合物為丙酮。,譜圖解析（2）,質(zhì)子a與質(zhì)子b所處的化學(xué)環(huán)境不同，兩個單峰。 單峰：沒有相鄰碳原子（或相鄰碳原子無質(zhì)子）,譜圖解析 （3）,5,2,2,3,化合物 C10H12O2,8 7 6 5 4 3 2 1 0,正確結(jié)構(gòu)：,u=1+10+1/2(-12)=5, 2.1單峰三個氫，CH3峰 結(jié)構(gòu)中有氧原子，可能具有：, 7.3芳環(huán)上氫，單峰烷基單取代, 3.0和 4.30三重峰和三重峰 OCH2CH2相互偶合峰,譜圖解析（4）,9, 5.30, 3.38, 1.37,C7H16O3，推斷其結(jié)構(gòu),6,1,C7H16O3， u=1+7+1/2(-16)=0,3.38和 1.37 四重峰和三重峰 CH2CH3相互偶合峰, 3.38含有OCH2結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)中有三個氧原子，可能具有(OCH2)3,C7H16O3-C6H16O2=CH 5.3CH上氫吸收峰，低場與電負(fù)性基團相連,正確結(jié)構(gòu)：,譜圖解析（5）,化合物 C10H12O2，推斷結(jié)構(gòu),7.3, 5.21,1.2,2.3,5H,2H,2H,3H,化合物 C10H12O2，,